DE2064074A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Dosiersystemen fur fließ fähige Materialien - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Dosiersystemen fur fließ fähige MaterialienInfo
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Description
DR. R. POPCHr:NlUEDER
DR. il. BOFTTNER
DIPL-Lr lG. H...J. MÜLLER ο η C / Π *7 /
DIPL-Lr lG. H...J. MÜLLER ο η C / Π *7 /
Patentanwälte /. LJ Q if U IH
8MUKCHiN 80 TP 336
Lucile-Grälm-Strdße 38 .
Telefon 4437 55 As/K
Tetra Pak International AB, Rabyholms Alle, 223 55 Luηd
(Schweden)
Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Dosiersystemen
für fließfähige Materialien
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen
von Dosiersystemen für fließfähige Materialien mit einer Kolbendosierpumpe, deren Dosierhubraum einerseits über ein federbelastetes
SaugventiX mit einem Füllgutbehälter und andererseits über ein federbelastetes Druckventil mit einem Dosierrohr in
Verbindung steht.
Dosiersysteme dieser Art werden auf mannigfaltigen Gebieten verwendet. Ein solches Anwendungsgebiet ist beispielsweise
die Verpackungsindustrie, in der ein Dpsiersystem der genannten Gattung u.a. beim Verpacken von Molkereiprodukten verwendet g
wird. In dieser Hinsicht sind die hygienischen Anforderungen an die Verpackungsverfahren zunehmend verschärft worden, und
dies gilt insbesondere beim Verpacken von Gütern, die einen günstigen Nährboden für Bakterien bilden, wie frische und saure
Milch. Ohne Rücksicht darauf, ob ein Dosiersystem dieser Gattung zum Dosieren von Nahrungsmitteln, bei denen hygienische Gesichtspunkte
in Betracht zu ziehen sind, oder zum Dosieren ariderer Erzeugnisse verwendet wird, muß eine allgemeine Reinigung des
Dosiersystems von Zeit zu Zeit durchgeführt werden. Eine solche Reinigung, die gewöhnlich während des Überganges von einem auf
ein-anderes zu dosierendes Gut oder während langer Stillstandszeiten
der Produktion, z.B. über Nacht, wenn das Dosiersystem
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sich aufler Betrieb befindet, durchgeführt wird, ist bisher
kompliziert und zeitraubends denn das Reinigen des Dosiersystems
muß durch Waschen von Hand durchgeführt werden, und dabei müssen mindestens das Dosierrohr und die Dosierpumpe ausgebaut
und auseinandergenommen werden, Außerdem ist es bisher nicht möglich, sämtliche Teile des Dosiersystems wirksam zu reinigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinigungsarbeiten
zu erleichtern und eine vollständig befriedigende Reinigung sämtlicher Teile des Dosiersystems, die sich mit dem Gut in
Berührung oder in dessen Nähe befinden., zu erreichen. Dies
wird gemäß der Erfindung durch ein Reinigungsverfahren erzielt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß einerseits zwischen dem
Austrittsende des Dosierrohres und dem die Kolbenstange des
Kolbens enthaltenden Ende des Pumpenzylinders und andererseits zwischen diesem Ende des Pumpenzylinders und dem Füllgutbehälter
Verbindungsleitungen angebracht werden und dann ein Reinigungsmittel
in das Dosiersystem eingeführt und innerhalb des Dosiersystems und der damit verbundenen Verbindungsleitungen umgewälzt
wird, in-dem der Kolben hin- und herbewegt wird»
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung zur Anwendung
bei der Durchführung des Verfahrens, bei der eine Dosierkolbenpumpe in der Anordnung vorgesehen ist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß im unteren Teil des Pumpenzylinders die lichte
Weite größer als der Kolbenquerschnitt ist, so daß ein Reinigungsmittel zwischen der Mantelfläche des Kolbens und der Innenwand
des Pumpenzylinders umgewälzt werden kann.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im folgenden an Hand
einer in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zu dessen Durchführung erläutert®
Fig. 1 zeigt das Dosiersystem in betriebsbereitem Zustand;
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Fig. 2 bis k zeigen den Reinigungsmittelstrom während der verschiedenen Stufen eines Betriebsspiels; und
Fig. 5 zeigt das Dosiersystem bei der Reinigung mit Dampf.
Fig. 1 zeigt zunächst ein Beispiel eines Dosiersystems, bei
dem das Reinigungsverfahren gemäß der Erfindung anwendbar ist. Dieses Dosiersystem weist also einen Füllgutbehälter 1 für die
Aufnahme eines Füllgutvorrates, eine Dosierkolbenpumpe 2, ein
Dosierrohr 3 und eine Verbindungsleitung 4 auf. Der Füllgutbehälter 1 kann von beliebiger bekannter Ausbildung sein und
sein Boden ist mit einer Abgabeöffnung 5 versehen, die mit dem ™
Dosierraum 12 der Pumpe 2 in Verbindung steht. In dem Füllgutbehälter 1 ist ein mittels einer Feder 7 federbelastetes Saugventil
6 vorgesehen, das die Abgabeöffnung 5 schließt. Dieses Saugventil 6 ist mit einem Stößel 8 ausgestattet, der über die
Außenseite des Füllgutbehälters 1 hinaus vorspringt, so daß das Ventil von außerhalb des Dosiersystems zwangsläufig beeinflußbar
ist. Die Dosierpumpe 2 besteht aus einem Zylinder, der einen Kolben 10 enthält. Das eine Ende des Zylinders ist offen
und kann zweckmäßigerweise unter der Abgabeöffnung 5 des Füllgutbehälters
1 angeordnet sein. Der Dosierraum 12 der Pumpe 2 steht über eine Verbindungsleitung h mit dem Dosierrohr 3 in
Verbindung. Zusammen mit dem Dosierraum 12 der Pumpe 2 bildet g
dieses einen Hohlraum, der während des Betriebes des Dosiersystems von dem Kolben 10, der Innenwand des Zylinders zwischen
dem Kolben und dem offenen Zylinderende und von seinem Basisbereich
begrenzt ist· Das Dosierrohr kann von beliebiger Art
und Form sein, kann jedoch, wie aus der Figur ersichtlich, mit einem Druckventil 15 ausgestattet sein, das mittels einer Feder
Ik belastet 1st. Das hier gezeigte besondere Dosiersystem ist
außerdem mit einem verhältnismäßig feinmaschigen Sieb 13 im Doalerrohr 3 ausgestattet, und bei Doslersystemen dieser Gattung
ist das Sieb gewöhnlich im unteren Teil des Rohres 3 Oder in
seinem Austrittsende angeordnet, während das federbelastete
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Druckventil 15 im oberen Ende 16 des Rohres 3 untergebracht ist.
Um die Anwendung des Reinigungsverfahrens gemäß der Erfindung
bei einem Dosiersystem der beschriebenen Art bei befriedigender Reinigungsleistung zu ermöglichen, soll der untere Teil 9 des
Pumpenzylinders einerseits einen Innenquerschnitt haben, der
größer ist als die Kolbenfläche des Kolbens 10, und andererseits
mit Anschlußstutzen 17 und 18 für den Anschluß' von Leitungen ausgestattet sein, die mit Ein-und Auslaßkanälen 19 bzw. 20
verbunden sind, die zum Zylinderraum bzw. von diesem fort führen. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß, wenn das Dosiersystem für das Dosieren von Füllgut verwendet wird, der Kolbenhub
auf den Abschnitt des Zylinderraumes oberhalb des erweiterten Zylinderteils beschränkt ist.
Wenn das Dosiersystem gereinigt werden soll, ist es zweckmäßig, das feinmaschige Sieb 13t wenn ein solches vorgesehen ist, aus
dem Dosierrohr 3 zu entfernen, und dann werden einerseits zwischen
dem Austrittsende des Dosierrohres 3 und dem Stutzen 18 des Pumpenzylinders 2 und andererseits zwischen dem Zylinderstutzen
17 und dem Füllgutbehälter 1, wie in Fig. 2 gezeigt,
Verbindungsleitungen 21 und 22 angebracht, und das Dosiersystem wird mit Reinigungsmittel gefüllt, das vorzugsweise in den
Füllgutbehälter 1 eingeführt wird, so daß das Dosiersystem und die Verbindungsleitungen 21 und 22 mit Reinigungsmittel gefüllt
werden, indem die Kolbenpumpe für einige Kolbenhübe angetrieben wird. Das Füllen des Dosiersystems mit Reinigungsmittel kann
auch durchgeführt werden, indem der Kolben 10 in seine untere Stellung gebracht wird und das Saugventil 6 mittels des Ventilstöilels
8 in die geöffnete Stellung gedrückt wird, so daß das Reinigungsmittel durch die Austrittsöffnung 5 des Ventils ausströmt
und den Dosierraum der Pumpe sowie die Verbindungsleitung k und das Dosierrohr 3 bis zum Druckventil 15 füllt. Anschließend
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s:
wird der Kolben 10 dann in Richtung gegen das offene Ende des
Zylinders 2 hin bewegt, bis der Kolben 10 seine obere Stellung
erreicht, und dabei wird durch den von dem Reinigungsmittel auf die Ventile ausgeübten Druck, das Saugventil 6 geschlossen und
das Druckventil 15 geöffnet, so daß Reinigungsmittel in den übrigen Teil des Dosierrohres 3 strömt und diesen füllt. Nach
einem oder mehreren Kolbenhüben sind dann auch die Leitungen und 22 mit Reinigungsmittel gefüllt.
Nun kann der eigentliche Reinigungsvorgang beginnen, der darin
besteht, daß der Kolben 10 in seine unterste Stellung bewegt ä
wird und im Dosierraum der Kolbenpumpe 2 und in der Verbindungsleitung k ein Unterdruck erzeugt wird, so daß das Saugventil 6
geöffnet und das Druckventil 15 geschlossen wird. Nun strömt Reinigungsmittel durch die Abgabeöffnung 5 des Füllgutbehälters
1, und durch die Kolbenbewegung wird der Dosierraum 12 der Pumpe
2 mit Reinigungsmittel gefüllt, während gleichzeitig das Reinigungsmittel
in dem Raum unterhalb des Kolbens 10 hauptsächlich durch den Pumpenzylinder 2 und die Leitung 21 zum Füllgutbehälter
1 umgewälzt wird, wie dies in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist.
Wenn der Kolben 10 bei seiner Abwärtsbewegung den erweiterten Teil 9 des Pumpenzylinders erreicht, strömt Reinigungsmittel auch
um die Mantelfläche des Kolbens herum. Auf diese Weise werden der Füllgutbehälter 1 des Dosiersystems, seine Abgabeöffnung 5, f
das Saugventil 6, der Pumpenzylinder 2 und die obere und untere
Fläche sowie die Mantelfläche des Kolbens, ebenso auch die Kolbenstange
11, beim Abwärtshub des Kolbens 10 in der in der Figur gezeigten Weise bespült und gewaschen.
In Fig. 3 ist der Hauptstrom des Reinigungsmittels während des
Aufwärtshubes des Kolbens 10 nach dessen Durchgang durch die untere Totpunktlage durch Pfeile angedeutet. Wenn der Kolben
aufwärtsbewegt wird, wird durch den von dem Reinigungsmittel auf
die Ventile ausgeübten Druck das Saugventil 6 geschlossen und
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das Druckventil 15 geöffnet« Während dieser Phase wird das
Reinigungsmittel innerhalb des Dosierraumes 12 der Pumpe, der Verbxndungsleitung h und des Dosierrohres 3 umgewälzt , während
bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens der Raum unterhalb des
Kolbens 10 über die Leitung 22 mit Reinigungsmittel gefüllt
wird, das in der Hauptsache bisher im Dosierrohr 3 enthalten war. Während der Kolben 10 durch den erweiterten Abschnitt 9 des
Zylinders bewegt wird, strömt Reinigungsmittel auch um die Mantelfläche
des Kolbens 10 herum, und dieser Reinigungsmittelstrom ist im wesentlichen der Strömungsrichtung beim Abwärtshub des
Kolbens entgegengerichtet. Nachdem der Kolben 10 während seines Aufwärtshubes den erweiterten Abschnitt 9 des Zylinders durchlaufen
hat (Fig. k) wird in dem unterhalb des Kolbens 10 befindlichen
Reinigungsmittel eine heftige Turbulenz erzeugt. Diese Turbulenz kann noch dadurch erhöht werden, daß die Eintrittsöffnung 20 der Leitung 22, die zum Pumpenzylinder 2 führt, im
Vergleich zum Volumen unterhalb des Kolbens verhältnismäßig
klein gewählt wird. Während des Aufwärtshubes des Kolbens
wird das Reinigungsmittel im wesentlichen umgewälzt und reinigt und wäscht.dabei den Pumpenzylinder 2, die obere Fläche und
die Mantelfläche des Kolbens 10, die Verbindungsleitung k, das
Druckventil 15 und das Dosierrohr 3» während gleichzeitig auch
die untere Fläche des Kolbens 10 und die Kolbenstange 11 gründlich
gereinigt und gewaschen werden.
Nun ist ein Arbeitsspiel beendet, und der Kolben 10 wird in
seine untere Stellung bewegt, so daß nun das Druckventil 15 geschlossen und das Saugventil 6 geöffnet wird und der Dosierraum
12 der Pumpe 2 mit Reinigungsmittel aus dem Füllgutbehälter
1 gefüllt wird. Das oben beschriebeneArbeitsspiel wird wiederholt,
und die Reinigung achreitet unter homogenem Fluß des
Reinigungsmittels fort, wie in den genannten Figuren dargestellt
und an Hand derselben oben beschrieben·
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Wenn das System durch, das Reinigungsmittel, beispielsweise
aus verdünnter Natronlauge (NaOH), beispielsweise in einer Konzentration von 2 $, gründlich gereinigt ist, kann das System
mit heißem Wasser nachgespült werden, das in dem System in der gleichen Weise, wie oben für das Reinigungsmittel beschrieben,
umgewälzt wird.
Die Reinigung in dieser Weise ist während mindestens längerer Betriebsunterbrechungen, beispielsweise nach Feierabend und
bzw. oder über Nacht immer wirksam» Bevor das Dosiersystem abermals
in Betrieb gesetzt wird, beispielsweise am Morgen des nächsten Tages, kann eine nochmalige Reinigung durchgeführt werden. f
Die Reinigung kann aber diesmal im allgemeinen in einfacherer Weise durchgeführt werden, da das System ja vorher bereits einmal
durchgewaschen wurde. Ein solcher vereinfachter Reinigungsvorgang besteht im allgemeinen in einer Behandlung des Dosiersystems
mit Dampf, und die Verbindungsleitung 21 ist daher mit einem Dreiwegventil ausgestattet, so daß der Dampf gleichzeitig
in den Füllgutbehälter 1 und durch die genannte Verbindungsleitung in den Pumpenzylinder 2 (Fig. 5) eingeführt werden kann.
Bevor Dampf in das System eintritt, wird die Leitung 22 vom Austrittsetide des Dosierrohres 3 getrennt, die Ventile 6 und 15
werden in die geöffnete Stellung gedrückt, und der Kolben 10 wird in seine unterste Stellung bewegt. Dies ermöglicht das
Einführen von Dampf in das System und durch dieses hindurch, ^
und die hauptsächliche Strömungsrichtung des Dampfes ist in
Fig. 5 durch Pfeile angedeutet.
Bevor das Dosiersystem abermals in Betrieb genommen wird, ist
es daher nur noch erforderlich, die Leitungen 21 und 22 zu entfernen
und das gegebenenfalls vorgesehene feinmaschige Sieb 13 in das Dosierrohr 3 einzusetzen.
Das Reinigungsverfahren laut obiger Beschreibung ermöglicht, in
einwandfreier und zufriedenstellender Weise das Reinigen und
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Waschen eines Dosiersystems der beschriebenen Gattung und eignet sich zur Durchführung ohne die Notwendigkeit, das System auszubauen
und auseinanderzunehmen. Außerdem werden alle Teile in wirksamer Weise gewaschen, da einerseits das gesamte System
während des Reinigungsverfahrens vollständig mit Reinigungsmittel gefüllt ist, und Teile des Systems, die nur schwer zugänglich
sind, wie Ventile, Ventilsitze und Leitungen, einer wirksamen Reinigung unterworfen werden. Es ist auch speziell zu betonen,
daß die Mantelfläche des Kolbens ohne Auseinandernehmen der Kolbenpumpe gründlich gereinigt werden kann*
Die obige Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung ist
lediglich als Beispiel einer Anordnung und eines Verfahrens zum Reinigen von Dosiersystemen für flüssige Materialien zu verstehen,
da Abwandlungen und Abweichungen im Rahmen des Erfindungsgedankens in mannigfaltiger Weise möglich sind.
Patentansprüche
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Claims (1)
- Pat ent ansprücheVerfahren zur Reinigung von Dosiersystemen für flüssige Füllgüter mit einer Dosierkolbenpumpe, deren Dosierraum einerseits über ein federbelastetes Saugventil mit dem Füllgutbehälter und andererseits über ein federbelastetes Druckventil mit einem Dosierrohr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits zwischen dem Austrittsende des Dosierrohres (3) und dem die Kolbenstange (ti) des Kolbens (1O) enthaltenden Ende des Zylinders der Pumpe (2) und andererseits zwischen diesem Ende des Pumpenzylinders und dem Füllgutbehälter (i) Verbindungsleitungen (21, 22) angebracht werden und daß Reinigungsmittel in das Dosiersystem eingeführt und innerhalb des Dosiersystems und der damit verbundenen Verbindungsleitungen umgewälzt wird, indem der Kolben hin- und herbewegt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Hubes des Kolbens (1O) während des Reinigungsvorganges vergrößert wird, wobei der Kolben infolge der vergrößerten Hublänge in einen Abschnitt (9) des Pumpenzylinders gelangt, dessen lichter Querschnitt größer ist als die Kolbenfläche, wodurch auch die Mantelfläche des Kolbens gereinigt wird. ä3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigen des Dosiersystems während einer Betriebsunterbrechung durchgeführt wird, indem das System mindestens einem Waschvorgang mit Natronlauge (NaOH) unterzogen wird, nachdem der noch in dem System vorhandene Rest des zu dosierenden Füllgutes aus dem System entleert wurde·k» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiersyatem während einer Betriebaunter-109827/1062brechung einem Reinigungsvorgang durch Behandlung mit Dampf unterzogen wird, mindestens unmittelbar bevor das System abermals in Betrieb gesetzt wird, d.h. daß die Behandlung des Systems mit Dampf durchgeführt wird, mindestens unmittelbar bevor oder bis das System mit dem zu dosierenden Füllgut beschickt wird." 5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ^l, dadurch gekennzeichnet, daß in das Dosiersystem über eine mit einem Dreiwegventil ausgestattete Verbindungsleitung (21) zwischen dem Pumpenzylinder und dem Füllgutbehälter Dampf unter Druck ρ eingeführt wird und durch erzwungenes Öffnen des Saugventils (6) und des Druckventils (15)> Entfernen der Verbindungsleitung (22) zwischen dem Austrittsende des Dosierrohres und dem Pumpenzylinder vom Austrittsende des Dosierrohres (3) und durch Verschieben des Kolbens (1O) in seine untere Stellung durch das Dosiersystem hindurch umgewälzt wird.6. Anordnung zum Reinigen eines Dosiersystems mit einer Dosier- , kolbenpumpe zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche Ibis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (9) des Pumpenzylinders einen Innenquerschnitt hat, der größer ist als die Fläche des Kolbens (ίο), so daß ein Rei-»nigungsjmittel zwischen der Mantelfläche des Kolbens und der Innenwand des Pumpenzylinders in diesem Abschnitt umgewälzt werden kann.7... Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsquerschnitt eines Kanals (20), der von einer Verbindungsleitung (22) zwischen einem zum System gehörigen Dosierrohr (3) und der Pumpe zum Pumpenzylinder führt, ein verhältnismäßig kleiner Teil/vom unteren Abschnitt (9) des Pumpenzylinders und der unteren Fläche des Kolbens (TO) gebildeten Fläche ist, wenn der Kolben (TO) eine Stellung ober-- 10 -109827/1062halb des unteren Pumpenzylinderabschnittes von erweitertem Innenquerschnitt einnimmt.109827/1062ι Λ ·,Leerseite
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